Что такое коллаген? Как действует коллаген?

Коллаген – это наиболее распространенный белок человеческого организма. Он считается веществом, которое объединяет все тело и содержится в костях, мышцах, коже и сухожилиях.

Коллаген образуется естественным путем и играет важную роль в теле человека, но его все больше используют также в определенных областях медицины. Нарушение выработки коллагена в организме может привести к целому ряду проблем со здоровьем, но этот белок также можно использовать в целях заживления и восстановления организма.

Содержание статьи:

1. Что такое коллаген?
2. Коллаген в организме
3. Способы медицинского использования
4. Увеличение выработки коллагена
5. Факторы разрушения коллагена

В конце некоторых частей этой статьи вы найдете краткое описание недавних исследований, которые освещались в новостях на нашем портале. Также обратите внимание на ссылки на похожие материалы.

Основные факты о коллагене

Вот несколько ключевых фактов о коллагене. Более подробную информацию вы найдете в тексте статьи.

• Около 30% всех белков в человеческом теле составляет коллаген.
• Фибриллы коллагена I типа прочнее стали.
• Коллаген содержится в основном в коже, костях и соединительных тканях человеческого организма.
• Коллаген придает коже прочность и эластичность, а также отвечает за замену отмерших клеток кожи новыми.
• Выработка коллагена в организме обычно начинает снижаться после 40 лет.
• Коллаген, используемый в медицинских препаратах, получают из организма человека или животных (бычий, свиной или овечий коллаген).
• Повязки из коллагена притягивают новые клетки кожи к месту повреждения.
• Косметические продукты, такие, как восстанавливающие лосьоны, на этикетке которых утверждается, что они повышают уровень коллагена, на самом деле не оказывают такого действия, так как молекулы коллагена слишком велики для впитывания через кожу.
• Выработку коллагена можно стимулировать при помощи лазерной терапии.
• Контролируемые факторы нарушения выработки коллагена – это пребывание на солнечном свету, курение и высокое потребление сахара.

Что такое коллаген?

Коллаген – это твердый нерастворимый волокнистый белок, который составляет треть всего белка в человеческом теле3. В большинстве видов коллагена молекулы расположены рядом друг с другом и образуют очень похожие тонкие волокна4.

Коллаген – это наиболее распространенный белок в организмах млекопитающих.

В соответствии с сайтом медицинских терминов MediLexicon, коллаген объединяет в себе семейство генетически специфичных молекул, причем все молекулы коллагена отличаются уникальной конфигурацией тройной спирали, состоящей из трех полипептидных элементов, известных как альфа-цепи.

Каждая цепь содержит около 1000 аминокислот и обычно представляет собой последовательность аминокислот, состоящую из глицина, пролина и гидроксипролина11.

Существует множество различных типов коллагена, по крайней мере, 16 типов5, но 80-90% коллагенов в организме принадлежат к I, II и III типам. Коллагены человека прочные и эластичные. Фибриллы коллагена I типа особенно прочные при растяжении, даже прочнее стали, в пересчете грамм на грамм.

Коллаген в организме

Коллаген в основном находится в коже, костях и соединительных тканях организма, обеспечивая структурную опору, прочность и некоторую степень эластичности (в сочетании с эластином). В частности, коллаген содержится во внеклеточном матриксе – сложной сети макромолекул, которые определяют физические свойства тканей организма.

В соединительном слое кожи – дерме – коллаген помогает образовывать волокнистую сеть, на которой могут расти новые клетки. Коллаген также необходим при замене и восстановлении омертвевших клеток кожи. Некоторые виды коллагена также являются защитной оболочкой легкоуязвимых органов, таких, как почки.

Поскольку выработка коллагена организмом естественным образом снижается с возрастом, кожа теряет прежнюю эластичность, выглядит обвисшей, появляются складки и морщины, а хрящи в суставах становятся менее прочными.

Коллаген выделяется различными клетками, но в первую очередь – клетками соединительной ткани. Организм постоянно вырабатывает коллаген примерно до 40-летнего возраста. После этого момента выработка коллагена замедляется, а к 60 годам наблюдается значительное снижение секреции этого белка.

Способы медицинского использования

Благодаря своему функциональному разнообразию, а также способности рассасываться и образовываться естественным путем, коллаген используется в медицине различными способами и при помощи разнообразных медицинских инструментов. В дополнение к его клинической универсальности, коллаген можно спрессовать в твердую форму или создать из него гелевую сетку для дальнейшего использования.

Медицинский коллаген имеет человеческое или животное (бычий, свиной или овечий коллаген) происхождение.

Инъекции коллагена могут применяться в качестве косметических процедур для улучшения контура стареющей кожи.

Контурная коррекция кожи

С помощью инъекций коллагена можно исправлять контур и придавать объем обвисшим участкам кожи. Коллаген можно использовать в косметологии для устранения складок и морщин на лице, а также шрамов (включая прыщи), при условии, что у шрамов нет резкой границы.

Коллагеновый наполнитель может быть как человеческий, так и бычий.  Для людей с сильной аллергией могут быть противопоказания к использованию таких инъекций. При применении бычьего коллагена обычно требуется сделать предварительные кожные пробы.

Коллаген используется для коррекции относительно поверхностных дефектов кожи. Более распространенные и глубокие дефекты обычно исправляют при помощи введения жира, силикона или имплантата.

Перевязочные материалы

При заживлении ран коллаген притягивает к месту повреждения новые клетки кожи, ускоряет заживление и обеспечивает основу для роста новых тканей. По этой причине коллагеновые повязки используются для заживления особых типов повреждений, включая следующие:

• Хронические незаживающие раны
• Мокнущие раны
• Гранулирующие или некротические раны
• Поверхностные и глубокие раны
• Ожоги второй степени
• Области отбора кожного лоскута и его пересадки.

Не рекомендуется использовать коллагеновые повязки для заживления ожогов третьей степени, ран, покрытых сухими струпьями, или в случае, если у пациента отмечается повышенная чувствительность к коровьим продуктам.

Управляемое восстановление тканей

Мембраны на основе коллагена используются в пародонтальной и имплантационной терапии для ускорения роста особых видов клеток. В челюстно-лицевой хирургии используются коллагеновые барьеры для предотвращения быстрого роста клеток эпителия десен, которые мигрируют на рану в зубе. Барьер используется с целью сохранения пространства для регенерации клеток зуба.

Преимущество использования мембран на основе коллагена в вышеуказанных целях в дополнение к заживляющим свойствам коллагена в том, что они также могут рассасываться, таким образом, пациенту не потребуется проходить повторную хирургическую процедуру для удаления барьера.

Сосудистое протезирование

Коллагеновые тканевые лоскуты доноров применяются при регенерации периферического нерва и протезировании сосудов, используемых для восстановления артерий. Некоторые протезы оказались тромбообразующими – вызывающими свертывание крови – но в то же самое время они были совместимы с организмом реципиента.

Лечение остеоартрита

Коллагеновые добавки или препараты могут быть эффективны при лечении остеоартрита. В ходе ряда испытаний было установлено, что они в некоторой степени уменьшали боль. Однако в ходе других испытаний не было выявлено никакого дополнительного положительного воздействия коллагеновых добавок и препаратов.

Восстановление кожи?

Есть множество косметических средств, включая крема и пудру, которые содержат коллаген. Их производители утверждают, что они восстанавливают кожу. Несмотря на то, что эти средства позиционируются на рынке как повышающие уровень коллагена в вашем организме, молекулы коллагена слишком велики, чтобы впитываться кожей.

Эти продукты могут быть эффективными – и во многих случаях так и есть – в качестве увлажняющих средств, но они не укрепляют кожу за счет повышения уровня коллагена в ней. Эти средства продаются без рецепта, так как не являются лекарственными препаратами, и от их производителей не требуется проведение научных исследований с целью доказать заявленную эффективность.

Увеличение выработки коллагена

Увеличение количества коллагена, эластина и меланина можно стимулировать при помощи лазерной терапии, для этого используют длинноволновое излучение. Этот способ можно применять для лечения растяжек на коже.

Как и все белки, коллаген состоит из аминокислот. Существует девять аминокислот, незаменимых для формирования коллагена. Эти аминокислоты поступают в организм, если придерживаться определенной диеты, а именно, при употреблении в пищу продуктов животного происхождения, таких, как сыр, яйца, рыба, молоко и мясо птицы.

• Прочие питательные вещества, которые способствуют выработке коллагена, включают в себя:
• Пролин: содержится в яичных белках, мясе, сыре, сое и капусте
• Антоцианидины: содержатся в ежевике, чернике, вишне и малине
• Витамин С: содержится в апельсинах, клубнике, перце и брокколи
• Медь: может содержаться в моллюсках, орехах, красном мясе и некоторых видах питьевой воды.

Факторы разрушения коллагена

Существует несколько факторов, снижающих уровень коллагена в организме. Устранение следующих из них продлевает здоровье кожи:

Табак содержит химические вещества, разрушающие коллаген.

Высокое потребление сахара: при употреблении большого количества сахара повышается уровень гликирования – процесса, при котором сахар в крови прикрепляется к белкам и образует новые молекулы, называемые конечным продуктом гликирования. Эти молекулы разрушают соседние с ними белки и могут негативно влиять на коллаген, иссушая, ослабляя и делая его ломким.

Курение: многие химические вещества, содержащиеся в табачном дыме, разрушают коллаген и эластин в коже. К тому же, никотин сужает кровеносные сосуды во внешних слоях кожи, что также отрицательно влияет на здоровье кожи.

Солнечный свет: ультрафиолетовые лучи значительно ускоряют темпы расщепления коллагена, разрушая волокна коллагена и вызывая накопление атипичного эластина, который стимулирует формирование особого фермента, также способного разрушать коллаген. Этот процесс приводит к образованию шрамов от солнечных ожогов.

Аутоиммунные нарушения: некоторые аутоиммунные нарушения приводят к атаке коллагена антителами. Мутации генов, отвечающих за кодирование альфа-цепей коллагена, могут негативно повлиять на внеклеточный матрикс, снижая количество вырабатываемого коллагена или вызывая образование дисфункционального мутантного коллагена.

Уровень коллагена снижается естественным путем с течением времени, и предотвратить это невозможно. Однако, если принять меры предосторожности, можно сохранить уровень коллагена, а значит, и продлить здоровье кожи, костей, мышц и суставов.